JP2008033089A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を図るとともに、濃度の低い現像剤の現像剤担持体への再汲み上げを防止し、画像濃度ムラの不具合を生じない現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】断面で、前記現像剤供給手段５の軸中心と、前記現像剤回収手段７の軸中心と、前記現像剤撹拌搬送手段６の軸中心は、前記現像剤担持体４の軸中心からの距離が全て等しい所に配置されている現像装置１、プロセスカートリッジ及び画像形成装置１００である。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像剤を収容する現像剤容器内へトナーが供給される現像装置、前記現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。

近年、連続して画像面積率の高い画像をプリントしても濃度ムラ等が発生しない画像品質の安定性が、要求されている。そこで、従来の横方向に現像剤搬送手段を配置した方式から縦方向上下に配置して、下側の現像剤搬送手段で現像剤担持体から現像後の現像剤の回収を行い、上側の現像剤搬送手段で現像剤担持体に現像剤を供給することにで、機能を分離して現像剤の攪拌性能を高めていた。
しかしながら、これだけでは依然現像剤の攪拌が充分では無く、濃度の不均一や濃度低下が発生するという問題を有していた。
そこで、特許文献１には、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収納する筐体と、この筐体内にて前記二成分現像剤を磁気的に搬送し静電潜像保持手段に前記トナーを付与する現像手段と、前記筐体内にて前記現像手段に前記二成分現像剤を供給する位置に設けられ、前記現像手段の軸方向に沿って前記二成分現像剤を第１の方向に撹拌搬送すると共に前記現像手段に前記二成分現像剤を供給する第１の現像剤搬送手段を有する第１の搬送路と、前記筐体内にて前記第１の搬送路と平行に設けられ、前記現像手段から現像終了後の二成分現像剤を回収すると共にこの回収した回収現像剤を前記第１の方向と同方向に撹拌搬送する第２の現像剤搬送手段を有する第２の搬送路と、前記第１の搬送路と平行に設けられ、前記第１の搬送路から前記現像手段に供給後の余剰現像剤を供給されると共に前記第２の搬送路から前記回収現像剤を供給され、供給された前記余剰現像剤及び前記回収現像剤を前記第１の方向と反対の第２の方向に攪拌搬送する第３の現像剤搬送手段を有し、前記余剰現像剤及び前記回収現像剤を攪拌して成る攪拌現像剤を前記第１の搬送路に循環供給する第３の搬送路とを具備する事を特徴とする現像装置が、開示されている。これにより、現像剤搬送手段を更に一つ追加して現像剤の回収部と供給部以外に攪拌部を設けて現像剤の攪拌性能を更に高めていた。
しかしながら、回収部下流で現像剤が過度に満たされてしまうと、濃度の低い現像剤の現像剤担持体への再汲み上げを引き起こす恐れがあり、画像濃度ムラに至ってしまうという不具合が生じ問題となっていた。

特開平１１−１６７２６０号公報

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、省スペース化を図るとともに、濃度の低い現像剤の現像剤担持体への再汲み上げを防止し、画像濃度ムラの不具合を生じない現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。

前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、トナーとキャリアを含有する現像剤を搬送して潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する為の現像剤を収容する現像容器と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、前記現像剤担持体上の現像剤を現像に適する厚さに設定する現像剤規制部材と、前記潜像担持体に必要な現像剤付与後、前記現像剤担持体上より分離、離脱した現像剤を回収する現像剤回収手段と、前記現像剤供給手段の区画と、前記現像剤回収手段の区画の間に、迂回径路である現像剤を搬送する現像剤撹拌搬送手段と、を設置し、前記現像剤撹拌搬送手段の下流と、前記現像剤供給手段の上流を連通する開口と、前記現像剤撹拌搬送手段の上流と、前記現像剤回収手段の下流を連通する開口と、を備えた現像装置において、断面で、前記現像剤供給手段の軸中心と、前記現像剤回収手段の軸中心と、前記現像剤撹拌搬送手段の軸中心は、前記現像剤担持体の軸中心からの距離が全て等しい所に配置されていることを特徴とする現像装置である。
本発明は、前記現像剤回収手段と、前記現像剤撹拌搬送手段は、水平方向に配置されていることを特徴とする。
本発明は、前記現像剤撹拌搬送手段の一部と、前記現像剤回収手段の一部を連通する開口（バイパス）を、少なくとも１つは有することを特徴とする。
本発明は、前記の現像剤撹拌搬送手段の下流と、前記現像剤供給手段の上流を連通する開口は、現像剤担持体軸方向の長さに対して内側に配置されていることを特徴とする。
本発明は、前記現像剤撹拌搬送手段の一部と、前記現像剤回収手段の一部を連通する開口（バイパス）は、現像剤担持体軸方向の長さに対して内側に配置されていることを特徴とする。
本発明は、前記現像剤撹拌搬送手段の上流からトナーを補給することを特徴とする。
本発明は、前記記載の現像装置と、感光体と、帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段と、を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
本発明は、前記記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記記載のプロセスカートリッジを有することを特徴する画像形成装置である。

本発明は、前記解決するための手段によって、省スペース化を図るとともに、濃度の低い現像剤の現像剤担持体への再汲み上げを防止し、画像濃度ムラの不具合を生じない現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することが可能となった。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、現像剤搬送手段を３本有する従来の現像装置を示す図である。１は複写機やレーザープリンターの画像形成装置に取り付けられる現像装置であり、現像剤担持体４上にステンレスからなる現像ドクタ３にて剥層化された現像剤を感光体ドラム８まで搬送し現像を行う。現像剤担持体４表面はＶ溝あるいはサンドブラスト処理されておりφ２５ｍｍのＡｌ素管からなり、現像ドクタ３及び感光体８とのギャップは０．３ｍｍ程度となっている。現像後の現像剤は、現像剤回収手段７にて回収を行い、図１の断面手前側に搬送され非画像領域部にて現像剤撹拌搬送手段６に仕切り部材が無い個所で現像剤が移送され、その付近の現像剤撹拌搬送手段６上側からトナーが供給される。
現像後に回収された現像剤と必要量供給されたトナーを現像剤撹拌搬送手段６により図１の断面奥側に分散させながら搬送させる。現像剤撹拌搬送手段６の最下流位置付近に現像剤供給手段５との開口部を設け、そこで現像剤を下から上に持ち上げ現像剤供給手段５に現像剤を移送させる。現像剤供給手段５から現像担持体４に現像剤が上流側から順次供給され、最下流付近に現像剤撹拌搬送手段６との開口部を設け、そこから現像剤を現像剤撹拌搬送手段６に移送させる。各現像剤搬送手段は、樹脂のスクリュあるいは金属スクリュからなっており、各スクリュ径は全てφ２２ｍｍでスクリュピッチは２５ｍｍ、回転数は約７００ｒｐｍに設定している。

図２は、現像装置の長手横方向からの構成図である。現像剤撹拌搬送手段６から現像剤供給手段５に現像剤を持ち上げる個所、及び現像剤供給手段５から現像剤撹拌搬送手段６に現像剤を落下させる個所に、現像剤の受け渡し部がある。そして、前記受け渡し部は、図中、帯状で示してある画像形成領域内にある。

図３は、現像剤の全体の流れを示した図である。図中の各矢印が現像剤の移動方向を示している。現像剤供給手段５の軸中心と現像剤担持体４の軸中心との距離、及び現像剤回収手段７の軸中心と現像剤担持体４の軸中心との距離が、現像剤撹拌搬送手段６の軸中心と現像剤担持体４の軸中心との距離よりも短く、そのため現像剤供給手段５と現像剤回収手段７との距離が、近くなっている。この場合、現像剤回収手段７の下流に現像剤が過度に満たされる恐れがあり、濃度の低い現像剤の現像剤担持体４への再汲み上げを引き起こし、画像濃度ムラに至ってしまうという不具合が生じる。

図４は、本発明の現像装置を示す図である。断面で、現像剤供給手段５の軸中心と、現像剤回収手段７の軸中心と、現像剤撹拌搬送手段６の軸中心は、現像剤担持体４の軸中心からの距離が全て等しい所に配置されている場合である。このような構成にすることで現像剤回収手段７の下流で、現像剤が過度に満たされる場合でも、現像剤供給手段５との間に現像剤撹拌搬送手段６を設けることで、現像剤供給手段５と現像剤回収手段７が離れるために、濃度の低い現像剤の現像剤担持体４への再汲み上げを引き起こしを防止し、画像濃度ムラに至ってしまうという不具合が生じにくくなっている。
したがって、省スペース化を図るとともに、現像剤供給手段５と、現像剤回収手段７の距離が離れて、濃度の低い現像剤の現像剤担持体４への再汲み上げを抑えることが可能である。

図５は、本発明の現像装置を示す図である。現像剤回収手段７と、現像剤撹拌搬送手段６を水平に配置することで、現像剤回収手段７から現像剤撹拌搬送手段６への現像剤受け渡しの効率を下げない、つまり、ロスなく現像剤撹拌搬送手段６へ剤を受け渡すことで、現像剤回収手段７の下流での剤溢れを防止することが可能である。
以上から、省スペース化を図るとともに、現像剤回収手段７から現像剤撹拌搬送手段６への現像剤受け渡しの効率を下げないことができる。

図６は、現像装置における開口を示した図である。迂回径路の一部と、現像剤回収手段の一部を連通する開口（バイパス）９を設けた現像装置である。
これにより、濃度の低い現像剤の現像剤担持体４への再汲み上げを抑えることが可能である。
また、前記の現像剤撹拌搬送手段６の下流と、前記現像剤供給手段５の上流を連通する開口９は、現像剤担持体４軸方向の長さに対して内側に配置されていることで、省スペース化を図ることができる。

本発明では、前記現像剤撹拌搬送手段６の一部と、前記現像剤回収手段７の一部を連通する開口（バイパス）９は、現像剤担持体４軸方向の長さに対して内側に配置されていることで、画像領域内の現像剤回収手段７下流で現像剤が過度に満たされても、前記開口（バイパス）９により迂回径路へ現像剤の一部が移送することができ、濃度の低い現像剤の現像剤担持体４への再汲み上げを抑えることが可能である。
また本発明では、前記現像剤撹拌搬送手段６の上流からトナーを補給することで、補給トナー分散のための搬送経路を確保することができる。

本発明では、前記記載の現像装置１と、感光体８と、帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであり、前記記載の現像装置１と同様、プロセスカ−トリッジに装着しても優れた効果を奏する。
また、前記記載の現像装置１を有する画像形成装置であり、前記記載の現像装置１と同様、画像形成装置１００においても優れた効果を奏する。
さらに、前記記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置１００であり、前記プロセスカートリッジと同様、画像形成装置１００においても優れた効果を奏する。

図７は、本発明の画像形成装置構成を示す図である。図中符号１００は画像形成装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は画像形成装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
画像形成装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０４を設ける。図７に示すとおり、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０４上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。
また、３つのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０４上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。
そのタンデム画像形成装置２０の上には、図７に示すように、さらに露光装置２１を設ける。

一方、中間転写体１０４を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０４を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０４上の画像をシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。

このカラー画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読取る。

また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０４を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体８を回転して各感光体８上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０４の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０４上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０４上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０４と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体１０４は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０４上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
さらに、前記画像形成装置１００に使用し、前記クリーニング装置を有するプロセスカートリッジとすることもでき、これにより、交換作業等が容易になるメリットがある。

現像剤搬送手段を３本有する従来の現像装置を示す図である。 現像装置の長手横方向からの構成図である。 現像剤の全体の流れを示した図である。 本発明の現像装置を示す図である。 本発明の現像装置を示す図である。 現像装置における開口を示した図である。 本発明の画像形成装置構成を示す図である。

符号の説明

１ 現像装置
３ 現像ドクタ
４ 現像剤担持体
５ 現像剤供給手段
６ 現像剤撹拌搬送手段
７ 現像剤回収手段
８ 感光体ドラム
９ 開口（バイパス）
１４ 支持ローラ
１５ 支持ローラ
１６ 支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ タンデム画像形成装置
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
２３ ローラ
２４ ２次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
２８ シート反転装置
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ
４８ 給紙路
４９ レジストローラ
５０ 給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排紙トレイ
１００ 画像形成装置
１０４ 中間転写体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

Claims (9)

1. トナーとキャリアを含有する現像剤を搬送して潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に供給する為の現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
   前記現像剤担持体上の現像剤を現像に適する厚さに設定する現像剤規制部材と、
   前記潜像担持体に必要な現像剤付与後、前記現像剤担持体上より分離、離脱した現像剤を回収する現像剤回収手段と、
   前記現像剤供給手段の区画と、前記現像剤回収手段の区画の間に、迂回径路である現像剤を搬送する現像剤撹拌搬送手段と、
   を設置し、
   前記現像剤撹拌搬送手段の下流と、前記現像剤供給手段の上流を連通する開口と、
   前記現像剤撹拌搬送手段の上流と、前記現像剤回収手段の下流を連通する開口と、
   を備えた現像装置において、
   断面で、前記現像剤供給手段の軸中心と、前記現像剤回収手段の軸中心と、前記現像剤撹拌搬送手段の軸中心は、前記現像剤担持体の軸中心からの距離が全て等しい所に配置されている
   ことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記現像剤回収手段と、前記現像剤撹拌搬送手段は、水平方向に配置されている
   ことを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置において、
   前記現像剤撹拌搬送手段の一部と、前記現像剤回収手段の一部を連通する開口を、少なくとも１つは有する
   ことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の現像装置において、
   前記の現像剤撹拌搬送手段の下流と、前記現像剤供給手段の上流を連通する開口は、現像剤担持体軸方向の長さに対して内側に配置されている
   ことを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の現像装置において、
   前記現像剤撹拌搬送手段の一部と、前記現像剤回収手段の一部を連通する開口は、現像剤担持体軸方向の長さに対して内側に配置されている
   ことを特徴とする現像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つに記載の現像装置において、
   前記現像剤撹拌搬送手段の上流からトナーを補給する
   ことを特徴とする現像装置。
7. 画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、
   請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置と、
   感光体と、
   帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段と、
   を一体に支持し、
   画像形成装置本体に着脱自在である
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７に記載のプロセスカートリッジを有する
   ことを特徴する画像形成装置。

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